第四章-人体对热湿环境的反应-(建筑环境学-清华大学)教程文件
建筑环境学(4)
式中 Tr ----平均辐射温度，K； trFnj----周围环境第j个表面的角系数； Tnj----周围环境第j个表面的温度，K； εj----周围环境第j个表面的黑度； ε0----假想围合面的黑度；
四次方关系并采用绝对温标，实际使用时 有一定的困难，对于人体所处的实际环境 温差来说，简化的一次方表达式的结果比 实际平均辐射温度会略小一些，但已经足 够精确了。另外，在实际的建筑室内环境 里，室内各主要表面的黑度一般差别并不 大，因此可假定人体周围各非等温围合面 的用黑摄度氏均温等标于 的假 平想 均合 辐围 射的 温黑 度度 近似ε0，表则达有式采：
一、人体的热平衡
1. 人体的基本生理要求
(1) 代谢率：食物通过 化学反应过程被分解氧化， 实现人体的新陈代谢, 在 化学反应中释放能量的速 率叫做代谢率 （Metabolic Rate）。
食物分解氧化热量 人体的基本生理要求： 维持体温基本恒定！
人体各部分的温度不同。
代谢率高的器官温度比较高，例如代谢 率比较高的肝脏温度约为38℃。但由于 全身血液在不断循环，把热量由温度较 高处带到较低处，所以人体各部分温度 不会相差很大。一昼夜之中，人体体温 有周期性波动，波动幅度不超过1℃。
式散发的热量，W/㎡ ； R——人体外表面向周围环境通过辐射形
式散发的热量，W/㎡ ； E——汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的
热量，W/㎡ ； S——人体蓄热率，W/㎡ （式中各项均以
人体单位表面积的产热和散热表示）
（3）裸身人体皮肤表面积的计算：
AD=0.202mb0.425H0.725
式中，AD为人体皮肤表面积,m2；H 为身高,m； mb—为体重,kg；
Birkebak (1966) Nelson和Peterson (1952)
09级：《建筑环境学》(第三版)教学大纲与复习要点
《建筑环境学》课程教学大纲一、课程的基本情况课程中文名称：建筑环境学课程英文名称：Built Environment课程代码：0811010课程类别：专业基础课课程性质：必修课总学时：36 讲课学时：34 实验学时： 2 课程学分：2分授课对象：建筑环境与设备工程专业的本科生前导课程：工程热力学，流体力学，传热学二、教学目的本课程是建筑环境与设备工程专业的一门主干专业基础课。
课程目的在于使学生了解和掌握：人和生产过程需要的室内物理环境；各种外部和内部的因素如何影响建筑环境；改变或控制建筑环境的基本方法及原理。
同时通过本课程的学习，为今后学习各门专业课程以及研究生课程打下理论基础。
另外，由于这是一门非常前沿的课程，因此在课程中除了采用了国内外公认的成熟的定论以外，还大量介绍了国内外最新的有关研究成果。
通过本课程的学习，使学生正确掌握有关建筑物理环境的基本概念，掌握构建、分析、评价建筑环境的基本理论与方法，了解建筑环境学科研究的最新发展动态。
三、教学基本要求第一章绪论基本要求：1.了解建筑环境学在人类生产、生活以及可持续发展中的地位和作用。
2.了解建筑环境学的主要研究内容及研究方法。
重点与难点：本章重点是了解建筑环境学的主要研究内容及研究方法。
本章无难点。
复习要点：1建筑环境学的概念，面临的两个急待解决的问题。
2建筑环境学研究的主要内容。
第二章建筑外环境基本要求：1.了解太阳与地球运动的基本规律。
熟悉室外气候的基本特性。
2.掌握太阳辐射的规律（包括太阳常数与太阳辐射的电磁波谱、大气层对太阳辐射的吸收、臭氧层与太阳辐射的关系影响、日照的作用与效果）。
3.了解室外气候（温湿度的年和日变动，风、雨、雪等）。
4.了解城市微气候的特点。
5.掌握我国气候分区的方法与各气候区的特点。
重点与难点：本章重点是太阳辐射的规律与我国气候分区。
本章无难点。
复习要点：1太阳辐射：大气层对太阳辐射的吸收，日照的作用。
2室外气候：1)室外气温的定义，变化规律，有效天空温度。
第四部分人体对热湿环境的反应教学课件
第一节 人体对热湿环境反应的 生理学和心理学基础
一、人体的热平衡 5.人体的能量代谢
④人体与外界的辐射换热量 ： 人体与外界的辐射换热方程可表示为： R=εfclfeffσ（Tcl4-Tr4） （4-25） ⑤不同环境条件和活动强度条件下人体的散热和散湿量： 可据表4-9查得。从表中可看出：人体发热量当活动强度 一定且在一定的温度变化范围内近似为常数，环境温度越高， 人体的显热散热量就越少，潜热散热量就越多。当环境空气 温度达到或超过人体体温时，人体向外界的散热形式就全部 变成了蒸发潜热散热。
一、人体的热平衡
第一节 人体对热湿环境反应的 生理学和心理学基础
5.人体的能量代谢 ③人体蒸发散热量 ⑴人体皮肤的蒸发散热量Esk 在接近热舒适的条件下，人体平均皮肤温度tsk和出汗造成 的潜热散热量Ersw取决于人体的代谢率和对外所作的功，且 据Rohlesh Nevins实验的回归式它们之间有如下关系： tsk=35.7-0.0275(M-W) (4-20) Ersw=0.42(M-W-58.2) (4-21) 联立方程5-15，16，17，l9，20，21，并对换热热阻进 行一定的简化处理后，可得到舒适条件下的皮肤湿润度： M W 58.2 46he 5.733 0.007( M W ) P a 0.06 5 22
人体各部分温度并不都是一致的 ，但各部分温度 不会相差很大。其皮肤平均温度常通过测试人体 胸部，上臂、大腿及小腿的皮肤温度，按照加权 系数0.3、0.3、0.2和0.2进行加权平均求得。
第一节 人体对热湿环境反应的 生理学和心理学基础
一、人体的热平衡 1.人体的基本生理要求 人体为了维持正常的体温，就必 须使产热和散热量保持平衡。人体 的热平衡可用下式表示： M-W-C-R-E-S=0 （4-1） 式中： M--- 人体能量代谢率； W--- 机械功； C--- 对流散热量； R--- 辐射散热量； E--- 汗液蒸发和 呼出的水蒸汽所带走的热量； S--人体蓄热率。单位均为：W/m2
(完整版)《建筑环境学》教学提纲
(完整版)《建筑环境学》教学提纲《建筑环境学》教学大纲课程英文名称：Building Environment课程编号：课程类别：专业课课程性质：必修课学分：3学时： 48(其中：讲课学时:42 实验学时:6 上机学时：0 )适用专业：建筑环境与能源应用工程本科专业开课部门：土木工程与建筑学院一、课程教学目的和课程性质本课程是建筑环境与能源工程专业的专业基础课。
目的在于使学生了解人与建筑环境的相互关系，了解建筑环境对人的生理、心理和行为的影响，了解人对建筑热湿环境、空气环境和声光环境的要求.使学生掌握基本的建筑环境控制与设计技术基础，深刻地体会建筑环境与人们赖以生存的环境和地球资源之间的紧密的联系，初步具备营造可持续绿色建筑及其环境的意识和能力，并为后续专业课程的学习做好准备。
二、本课程与相关课程的关系先修课程：高等数学、大学物理、工程热力学、传热学、流体力学、建筑概论;后继课程为：工程热力学、流体输配管网、热质交换原理等专业基础课，暖通空调、冷热源工程等专业课。
三、课程的主要内容及基本要求(一）理论学时部分第一单元绪论（2学时）［知识点］建筑环境学的主要内容；建筑环境与人的密切的关系，以及它在人们的生活和工作中的重要作用；绿色建筑技术与环境和资源的关系，建立人与环境的和谐相处和可持续发展的观念和意识.［重点］绿色建筑技术与环境和资源的关系，建立人与环境的和谐相处和可持续发展的观念和意识。
［难点]无.[基本要求］1、识记：建筑环境学的主要内容.2、领会：建筑环境与人的密切的关系。
3、简单应用：无。
4、综合运用：无.第二单元建筑外环境（4 学时）［知识点］室外气候特征，建筑对区域性气候的影响（城市热岛现象、小区环境、楼房风灾害等）；太阳高度角、方位角的概念；日照对生活的影响；建筑外形与日影的关系;终日日影与永久日影的区别；建筑热工设计与我国的气候分区及我国的建筑节能政策和法规。
[重点]太阳高度角、方位角；建筑外形与日影的关系。
04第四章第1节 人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础
基本内容
人体的热平衡 人体的基本生理要求 人体与外界的热交换 影响人体与外界显热交换的几个环境因素 服装的作用 人体的能量代谢 人体的温度感受系统 人体的体温调节系统 热感觉 热舒适
人体的基本生理要求
人体的基本生理要求：维持体温基本恒定！
代谢率(Metabolic Rate)： 人体新陈代谢反应过程中 能量释放的速率
服装透湿性
1、服装的存在影响了皮肤表面的蒸发。
服装对皮肤表面的水蒸气扩散有个附加的阻力
服装借助毛细现象吸收和传输汗液，这部分 汗液不是在皮肤表面蒸发，而是在服装表面 或服装内部蒸发。 这需要更大的蒸发量才能在皮肤表面上形成 同样的散热量，故服装增加了皮肤的蒸发换 热热阻。 服装吸收汗液，使只有部分汗液蒸发冷却皮肤
影响热阻Icl的因素
Icl与座椅的关系
类型
Icl (clo)
0.36 0.57 0.61 0.96 1.34 1.5 0.37 0.63 0.32 0.2 0.4
短袖衬衣，短裤 长裤，短袖衬衫 长裤，长袖衬衫 Icl与人的状态的关系 长裤，长袖衬衫加短外衣 厚大衣，长袖衬衫，保暖内 Icl与湿气的关系 衣 ， 长 内裤 厚三件套西衣服, 长内衣裤 厚 毛衣 厚长大衣 厚 裤子 工 作服 夹克
人 体 外 层 温 度
皮肤温度 45 ℃ 以上 43~ 41 ℃ 41~39 ℃ 39~37 ℃ 37~35 ℃ 34~33 ℃ 33~32 ℃ 32~30 ℃ 31~29 ℃ 25℃ (局部) 20 ℃(手) 15 ℃(手) 5 ℃(手)
状 态 皮肤组织迅速损伤 被烫伤的疼痛感 疼感域 热的感觉 开始有热的感觉 休息时处于热中性状态, 热舒适 2-4met 的(中等)运动量时感觉舒适 3-6met 的(较大)运动量时感觉舒适 坐着时有不愉快的冷感 皮肤丧失感觉 非常不快的冷感觉 极端不快的冷感觉 伴随疼感的冷感觉
《建筑环境学》课程教学大纲(本科)
建筑环境学Built Environment课程代码：02410010学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：28实验学时：4上机学时：0课程实践学时：0 ）先修课程：《传热学》适用专业：建筑环境与能源应用工程教材：朱颖心.建筑环境学.北京：中国建筑工业出版社，2016一、课程性质与课程目标.（-）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）本课程是高等学校建筑环境与能源应用工程专业的一门重要的必修课和专业基础课，是一门跨学科的边缘科学，是建筑环境与能源应用工程专业的研究对象由单纯的机械设备系统向综合的建筑环境系统转化的产物。
本课程是研究建筑的基本规律、建筑技术的原理和方法，使学生掌握建筑环境的基本理论、基本知识、基本技能，讲求经济效益，培养学生具有初步的科学管理能力。
（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。
应包括知识目标和能力目标。
）课程目标1:使学生了解和掌握人和生产过程需要的室内物理环境；课程目标2：使学生了解和掌握各种外部和内部的因素如何影响建筑环境；课程目标3：使学生了解和掌握改变或控制建筑环境的基本方法及原理；课程目标4：通过本课程的学习，为今后学习各门专业课程以及研究生课程打下理论基础。
注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点『1……m-n1.毕业要求1-1:2.毕业要求……注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“「'，也可标注“H、M、L”。
第一章绪论（一）课程内容1.建筑与环境的关系（1）建筑的演变历史（2）营造法式（适合自己需要），图式理论（追求艺术），建筑空间理论（功能），建筑环境学（舒适性）（3）建筑与环境关系的发展中存在的问题（4）如何协调室内环境舒适性要求与节能、环保之间的矛盾（5）空调系统的使用使得在室内空气品质方面比较差，易造成病态建筑综合症SBS2.建筑环境学的主要内容与研究方法（1）建筑环境学的主要研究内容（2）建筑外环境，建筑热湿环境，人体对热湿环境的反应，室内空气品质，通风与气流组织，建筑声环境，建筑光环境（3）建筑环境学的主要研究方法（二）教学要求让学生从宏观上了解建筑与环境的关系，了解建筑环境学的主要内容与研究方法。
建筑环境学-第4章_人体对热湿环境的反应
厚 大 衣 ， 长 袖 衬 衫 ， 保 暖 内
衣 ， 长 内 裤
1.34
厚 三 件 套 西 衣 服 , 长 内 衣 裤 1.5
厚 毛 衣
0.37
厚 长 大 衣
0.63
厚 裤 子
0.32
工 作 服
0.2
夹 克
0.4
13
服装的热阻Icl
人运动时由于人体与空气之间存在相对流速， 会降低服装的热阻。 Icl = 0.504 Icl + 0.00281Vwalk – 0.24
食物分解氧化热量 人体的基本生理要求：
维持体温基本恒定！ 代谢率(Metabolic Rate)：
人体新陈代谢反应过程 中能量释放的速率。
2
人体的热平衡
热平衡方程 M W C R E S = 0
皮肤表面积 AD ＝ 0.202 mb 0.425 H 0.725
身高1.78m 体重65kg AD为1.8m2
to
hr tr hr
hcta hc
9
平均辐射温度:
一个假象的等温围合面的表面温度，它与 人体间的辐射热交换量等于人体周围实际的非 等温围合面与人体间的辐射热交换量。
k
k
tr
(Fnjtnj)/ Fnj
j1
j1
=
10
热质交换系数的确定
对流换热系数：专门针对人体的实验数据
受迫对流
hc= C v n
潜热散热量 Eres = 0.0173 M (5.867 Pa ) W/m2
24
人体的辐射散热
人体与外界的辐射换热方程
R fclfeff(Tc4lTr4)
0.8 0.4 0.7
0.78 0.72 0.7
建筑环境学第4章人体对热湿环境的反应
服装的热阻Icl 服装的透湿性 服装的表面积
服装的热阻Icl
一般指显热热阻 单位m2K/W和clo，其中1clo = 0.155 m2K/W 已知单件服装热阻： Icl = 0.161+0.835 Iclu,i
服装的热阻Icl
人运动时由于人体与空气之间存在相对流速 ，会降低服装的热阻。 Icl = 0.504 Icl + 0.00281Vwalk – 0.24
只有改变代谢率才 能改变人体核心温 度。
体温调节系统的工作原理
热感觉
研究方法：心理学 定义：人对周围环境“冷”“热”的主观描述。 特点：尽管人描述环境的冷热，实际上只能
感觉到自己皮肤下神经末梢的温度。所以“ 冷”“热”与感受者的身体状态有关，不是完 全客观的。 “中性”的定义：不冷不热，人用于体温调节 消耗的能量最小。
冷、热感受器
冷、热感受器存在于：
外周温度感受器
皮肤 粘膜 内脏
中枢性温度敏感神经元
脊髓 延髓 脑干网状结构
冷、热感受器的位置
人体的体温调节系统
下丘脑具寒冷。
散热调节方式
血管扩张，增加血流，提高表皮温度 出汗
年龄：老年人比年轻人更喜欢热环境吗？
不是，只是老年人活动量小。
性别：女性比男性更喜欢热环境吗？
不是，只是女性喜欢穿较轻薄的衣服。
季节和一天中的时间会影响热舒适感吗？
尽管人体温有波动，但热舒适感没有明显变化
热感觉投票和热舒适投票
Thermal Comfort Vote & Thermal Sensation Vote
加。
人体排汗率 散湿量
决定因素
环境温度 核心温度(代谢率)
《建筑环境学》教案
4.胡平放等.大型商场室内环境舒适性主观评价结果分析.通风除尘.1998.17(2)：36～41；
5.孙庆伟李东亮主编.《人体生理学》.北京：中国医药科技出版社，1994；柳孝图等.《人与物理环境》.北京：中国建筑工业出版社，1996；
1.采用多媒体教学；
2.对照日常生活中常见的声现象引导学生展开课堂讨论；
3.利用实验使学生形成感性认识。
重点
噪声的概念、噪声控制基本原理和方法
难点
频谱的概念、噪声控制基本原理
推荐参考书
1.金招芬朱颖心编.建筑环境学.建工版；
2.李家华.《环境噪声控制》.北京：冶金工业出版社，1995；
3.郑长聚等.《环境噪声控制工程》.北京：高等教育出版社，1988；
3.负荷计算原理。
推荐参考书
1.金招芬朱颖心编.建筑环境学.建工版；
2.彦启森赵庆珠.《建筑热过程》.中国建筑工业出版社，1986；
3.刘加平.《建筑物理》中国建筑工业出版社出版；
4.ASHRAE Handbook(SI),Fundamantal,1997。
教学后记
建筑环境学教案—主题页
章节题目
第五章：人体对热湿环境的反应
4.Doelle L L.《建筑环境声学》.吴伟中，叶恒健译，北京：中国建筑工业出版社，1981；
教学后记
4.冷负荷和热负荷
5.典型负荷计算方法原理介绍
教学实施手段和方法
1.采用多媒体教学；
2.学生分组后在教师的指导下作相关小型课题研究；
3.课堂讨论。
重点
1.建筑围护结构的热湿传递；
2.得热量、负荷间的联系与区别；
人体对热湿环境的反应教学文案
人体对热湿环境的反应专业：建筑环境与设备工程学号：20100110070214班级：二班姓名：王旭一、人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础1.1人体的热平衡人体靠摄取食物维持生命。
在人体细胞中，食物通过化学反应过程分解氧化，实现人体的新陈代谢，在化学反应中释放能量的速率叫做代谢率。
化学反应中大部分化学能最终变成了热量，因此人体不断地释放热量；同时，人体也会通过对流、辐射和汗液蒸发从环境中获得或失掉热量。
但是，人体的生理机能要求体温必须维持近似恒定才能保证人体的各项功能正常，所以人体的生理反应总是尽量维持人体重要器官的温度相对稳定。
人体各部分温度并不相同。
人体为了维持正常的体温，必须使产热和散热保持平衡。
因此人体的热平衡又可用下式表示：M-W-C-R-E-S=0式中 M-人体能量代谢率，决定于人体的活动量大小；W-人体所做的机械功；C-人体外表面向周围环境通过对流形式散发的热量；R-人体外表面向周围环境通过辐射形式散发的热量；E-汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量；S-人体蓄热率。
1.2人体与外界的热交换人体与外界的热交换形式包括对流、辐射和蒸发。
这几种不同类型的换热方式都受人体衣着的影响。
衣服的热阻大则换热量小，衣服的热阻小则换热量大。
环境空气温度决定了人体表面与环境的对流换热温差因而影响了对流换热量，周围的空气流速则影响对流交换系数。
气流速大时，人体的对流散热量增加，因此会增加人体冷觉。
人体除了对外界有显热交换外还有潜热交换。
主要是通过皮肤蒸发和呼吸散湿带走身体的热量。
皮肤蒸发又包括汗液蒸发和皮肤的湿扩散两部分。
因为除了人体体温调节系统可以控制汗液的分泌外，水分还可以从皮下组织直接散发到较干燥的环境空气中去。
在一定温度下，相对湿度越高，空气中的水蒸气分压力越大，人体皮肤表面单位面积的蒸发量越少，可以带走的热量就越少。
因此在高温环境下，空气湿度偏高会增加人体的热感。
1.3影响人体与外界显热交换的几个环境因素平均辐射温度：一个假想的等温围合面的表面温度，它与人体间的辐射热交换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体间的辐射热交换量。
《建筑环境学》第四章 课件 PPT
N
αin
tin
并联作用→表面换热 qw w ( t w w ) w wc wr
串联作用
固体间导热传热 并联作用→表面换热 qn n ( n t n ) q ( w n ) n nc nr
q w q q n q
4.1.2 非透明体围护结构的热工性能
3. 稳定传热量计算 组合墙体：
计算方法：
思考：分析按与 热流平行方向划 分和等热流层划 分的不同。
（1）分层——按等热流层分 （2）确定组合层——并联处理成当量热阻
F1 F2 F3 R F1 F2 F3 R1 R2 R3
β
4－11
2. 太阳辐射强度
散射辐射与总辐射强度
直射Z 水平面S 垂直面C 倾斜面 INsin INcoscos INcos i 散射S IS,S 0.5 IS,S 0.5 IS,S(1+cos) 地面反射D 0 0.5GIS, 0.5GIS(1-cos)
1 1 Pm I 0 sin 2 1 1.4 ln P
①辐射 ②对流 ③蒸发
Vo,Io,do,o I
★空气状态参数 变化的途径：
①对流 ②空气直接混合 ③蒸发
Pqw
Q W G
tw
Pqn 热,湿,尘源
Vi,Ii,di,i
4－4 墙体传热/湿性能——影响内/外扰对室内空气环境的作用
4.1 影响室内热环境的物理因素
4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度
辐射响应特性
4－19
4.1 影响室内热环境的物理因素
4.1.2 非透明体围护结构的热工性能
αout
2. 表面辐射特性：
人体对热湿环境的反应
皮肤总散热量
2021/3/10
皮肤温度 皮肤湿润讲解度：X皮X 肤表面饱和
水蒸汽分压力
SET*下饱和 水蒸汽分压力 16
ASHRAE舒适区
• 对于穿轻薄服装，坐 着工作，空气流速较 低的情况，SET*就 等于ET*。
对+1流.73散 热10-2 M (5.867 Pa ) + 0.0014 M (34 ta )
皮肤扩散蒸发散热
汗液蒸发散热
呼吸潜热和显热5
热舒适方程
其中影响人体热舒适的6个变量：
M、Icl 、ta 、Pa 、t r 、va
2021/3/10
讲解：XX
6
二预测平均评价PMV(Predicted Mean Vote)
• 堪萨斯州立大学实验 条件：0.6~0.8 clo 坐着
• 55-74条件： 0.8~1clo坐着但活动 稍大
2021/3/10
讲解：XX
17
• 参考空气环境：身着0.6 clo服装静坐，空气流速 0.15m/s，相对湿度50％，干球温度T0
• 如果同样服装和活动的人在某环境中的冷热感与 上述参考空气环境中的冷热感相同，则此环境的 ET*＝T0
• 该指标只适用于着装轻薄、活动量小、风速低的
环境。
2021/3/10
讲解：XX
15
• 3) 标准有效温度SET*
2021/3/10
讲解：XX
11
在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的 3200 组 非空调环境的测试结果：PMV与实际TSV的偏差。
《建筑环境学》教学大纲(建环)
《建筑环境学》课程简介课程内容：《建筑环境学》是建筑环境与设备工程专业的一门主干专业基础课，它是该专业区别于相近专业（例如热能与动力工程）的核心基础课程。
课程内容包括建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、室内空气环境营造的理论基础、建筑声环境、建筑光环境等。
通过本课程的学习，能够使学生了解和掌握：人类生活和生产过程需要什么样的室内、外环境；各种内外部因素是如何影响人工微环境的；改变或控制人工微环境的基本方法及原理。
同时通过本课程的学习，可以使学生熟悉有关建筑环境的基本概念，掌握构建、分析、评价建筑环境的基本理论与方法，了解建筑环境学科研究的最新发展动态，为今后学习各门专业课程以及研究生课程打下坚实的理论基础。
Brief IntroductionCourse Description:Built Environment is a main professional foundation course of the major the Building Environment and Equipment Engineering. It is the core course which distinguishes this major from other close majors (for example the Heating Energy and Dynamic Engineering). The course contents consist of seven parts: the outside environment of building, the hot and wet environment of building, the reaction of human body to the hot and wet environment, the indoor air quality, the theoretical basis of making indoor air environment, the sound environment of building and light environment of building etc. By studying this course, students could comprehend and master what inside and outside environment does human need in life and process of production; how do inside and outside factors affect man-made micro-environment; the basic methods and principles of transforming or controlling the man-made micro-environment. At the same time, students could be familiar in basic concept about architecture environment and master basic theory and methods of establishing, analyzing and evaluating environment of building, and grasp recent developments of Architecture Environment. It could lay a solid theoretical foundation for studying professional courses and postgraduate courses in future.《建筑环境学》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1 建筑与环境的关系1.2 人类对建筑与环境关系的认识过程1.3 建筑与环境关系的发展中存在的问题1.4 “建筑环境学”的主要内容与地位。
环境科学概论4人体对热湿环境的反应
（五）人体的能量代谢 1．人体的能量代谢率 基础代谢率：临床上规定未进早餐前、保持清醒静 卧半小时，室温条件维持在18～25 ℃之间测定的代谢 率称为基础代谢率。 当人受刺激引起精神高度紧张时，代谢率往往显著 升高。 影响能量代谢的因素：神经紧张程度、进食后时间 的长短、环境温度、性别及年龄、肌肉活动强度 2.人体的机械效率：η=W/M 3.人体蒸发散热量： Emax= ( Psk－Pa)/[ Ie,cl＋1/(fcl he)] 4. 人体与外界的辐射换热量 R=fclfeff (T4cl－T4r)
第四章
人体对热湿环境的反应
本章学习要点：
1.人体热舒适的意义及其影响因素 2.如何结合人体热舒适的需要进行暖通 空调方案设计 3.人体对动态热环境的反应
§1 人体对热湿环境反应的 生理学和心理学基础
一、人体的热平衡 二、人体的温度感受系统 三、热感觉 四、热舒适
一、人体的热平衡 （一）人体的基本生理要求： 1. 代谢率：人体在化学反应中释放能量 的速率。 人体各部分的温度不同 代谢率高的器官 温度较高。 人体的生理反应总是努力去维持人体重要 器官的温度相对稳定。
3、人体平均皮肤温度的测量方法 四点模型法： 通过测试人体胸部、上臂、大腿、小腿， 皮肤温度，按照权系数 0.3，0.3，0.2， 0.2，进行加权平均。
（二）人体与外界的热交换形式 对流、辐射、蒸发 对流：环境空气的温度决定了人体表面与环境 的对流换热，温差因而影响了对流换热量。周 围的空气流速影响了对流热交换系数。气流速 度大时,人体的对流散热量增加,因此会增加人 体的冷感。 辐射：周围物体的表面温度决定了人体辐射散 热的强度。例如,在同样的室内空气参数的条件 下,围护结构内表面温度高会增加人体的热感， 否则会增加人的冷感
《建筑环境学》教学大纲
《建筑环境学》教学大纲课程编码：1812150502课程名称：建筑环境学学时/学分：32/2关联课程：《流体力学》；《传热学》；《建筑概论》；《通风工程》；《建筑环境测试技术》；《暖通空调》。
适用专业：建筑环境与能源应用工程开课教研室：建筑环境与能源应用工程教研室课程类别与性质：专业基础课，必修一、课时分配与考核权重按照学校的整体要求，基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析，本课程的内容依据高等学校建筑环境与能源应用工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案，选定绪论、建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应等8部分内容，共32学时，2学分。
要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做、线上线下紧密结合等环节，推进考评方式改革，重视过程性评价，突出基于能力的非标准化答案考试。
基于该教学考核评价思路，本课程主要以课程论文、课堂提问、课下作业、期末测试等方式对学生进行考核评价，其中课程论文、课堂提问、课下作业等过程性评价占评价权重的60%，期末考试占评价权重的40%。
课时分配与考核权重一览表二、课程资源库1.参考书(1)金招芬、朱颖心.建筑环境学（第二版）.中国建筑工业出版社.2005-07.(2)魏润柏、徐文华.热环境.同济大学出版社.(3)D.A.麦金太尔.室内气候.上海科学技术出版社.(4)Randall McMullan著.张振南、李溯译.建筑环境学（原书第五版）.机械工业出版社.2003-03.(5)柳孝图.建筑物理.建筑工业出版社.(6)彦启森等.建筑热过程.建筑工业出版社.2.期刊《建筑科学与工程学报》《建筑技术》《建筑节能》《工业建筑》《四川建筑科学研究》《建筑知识》《建筑结构》《建材发展导向》《暖通空调》《Builing Environment》《Indoor Air》3.网络资源(1)方修睦，建筑环境测试技术网络课程.哈尔滨工业大学，网络课程.(2)魏庆梵.建筑环境测试技术教学视频.清华大学，资源共享课.(3)银符考试题库.新乡学院，党政机构，图书馆，电子资源，教辅资源库，银符考试题库。
建筑环境学课后习题答案朱颖心版
厚毛衣
0.37
厚长大衣
0.63
厚裤子
0.32
工作服
0.2
夹克
0.4
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服装的热阻Icl
人运动时由于人体与空气之间存在相对流速， 会降低服装的热阻。 Icl = 0.504 Icl + 0.00281Vwalk – 0.24
椅子给人增加0.15 clo以下热阻 Icl = 0.748 Ach – 0.1
18
服装的潜热热阻
服装的蒸发换热热阻(干燥服装)：
Ie,cl = Icl / LR = Icl / 16.5 (kPa m2/W) 服装被汗湿润后热阻会下降，显热换热加强，
又增加了潜热换热，故总传热系数增加：
活动强度
服装热阻 (clo)
1 clo干燥服装被汗湿润后的热阻
静坐
坐姿售货 站立售货 站立但偶 行走
少人体散热量吗？ 皮肤湿润度增高皮肤黏着性增加不适 可能引起不舒适的皮肤湿润度的上限
w < 0.0012 M + 0.15
47
垂直温差
尽管受试者处于热中性状态，头足温差仍然 使人感到不舒适。
28℃
20℃
48
垂直温差
地面应该保持的温度是多少？
49
垂直温差
击 服装热阻：影响所有换热形式
10
影响人体与外界交换的几个环境指标
平均辐射温度 或tr Tr
近似式：
准确的应该是四次方
黑球温度 Tg
k
tr (Fnjtnj )
j 1
k
(Fnj jTn4j )
4
Tr
j 1
0
Tr Tg 2.44 v (Tg Ta )
操作温度：反映了环境空气温度ta和平均辐射 温度 tr 的综合作用
04章人体反应--130326
服装的热阻Icl 服装的透湿性 服装的表面积
21
服装的热阻Icl 一般指显热热阻
单位m2K/W和clo，其中1clo = 0.155 m2K/W
已知单件服装热阻： Icl = 0.161+0.835 Iclu,i
类 型
Icl (clo)
短 袖 衬 衣 ， 短 裤
由于人体物质代谢调节能力有一定限度，终将出现S≠0。
结论：室内空气温度、湿度、气流速度、环境辐射温度是室内 热环境的四项构成要素，它们与人体产热量及衣着情况的不同 组合，使得室内热环境大致可分为舒适的、可以忍受的和不能 忍受的三种情况。
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4.裸身人体皮肤表面积的计算
AD0.2 0m b 0242 H 50.725
R fcfleffT c 4 lT r 4
式中ε—人体表面的发射率，对灰体其值等于吸收率；
—斯蒂芬·玻尔兹蔓常数，5.67×10－8W/㎡·K4 ；
feff —人体姿态影响有效表面积的修正系数； Tcl—人体表面的温度，K；
—环境的平均辐射温度，K。 Tr 周围物体向人体辐射称为正辐射，即人体得到热量
15
环境表面温度
平均辐射温度 t r 或 T r
近似式：
准确的应该是四次方
k
tr (Fnjtnj )
j 1
k
(Fnj jTn4j )
4
Tr
j 1
0
操作温度：反映了环境空气温度ta和平均辐
射温度 t r 的综合作用
周围物体的表面温度：决定人体辐射散热强度 其温度高会增加人体热感； 其温度低会引起过多的辐射热损失（如坐在冷玻璃 窗旁所感到的辐射吹风感）。
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风冷却指数WCI (Wind Chill Index)Siple & Passel, 1945
热环境与工作效率
理论效能与温度关系曲线
体力劳动与热环境
脑力劳动与热环境
冷应力和手工操作效能
二节点模型，Gagge，1970
二节点模型，Gagge，1970
二节点模型的应用
思考题
• 人的代谢率主要是由什么因素决定的？人体的 发热量和出汗率是否随环境空气温度的改变而改 变？
核心温度对热感觉的影响
热感觉的测量：问卷调查
什么是热舒适？
什么是热舒适？
热舒适与热中性的背离
影响热舒适的因素
空气湿度
垂直温差
垂直温差
垂直温差
气流与吹风感 draught
气流与吹风感 draught
气流与吹风感
气流与吹风感
辐射不均匀性
辐射不均匀性
辐射不对称性与满意率的关系
其他因素：Fanger的实验结论
3、热感觉与热舒适
人体对稳态热环境 的反应
人体对稳态热环境的反应
• 理论建立者：P.O.Fanger
预测平均评价PMV
S？
PMV指标的7级分度
预测不满意百分比PPD
热舒适方程与PMV指标特点总结
热舒适方程与PMV指标特点总结
其他稳态热反应指标
ASHRAE舒适区
服装的热阻：Icl
舒适服装热阻与环境温度、相对风速、 活动强度的关系
服装的透湿性
服装的潜热热阻
服装的表面积
人体的能量代谢率
基础代谢率
肌肉活动与代谢率
人体是高效的能量转化系统 么？—否！
人体的潜热散热量：皮肤蒸发
人体的潜热散热量：呼吸蒸发
人体与外界的辐射换热方程
人体散热、散湿量的影响因素
• 为什么要有TSV和TCV两种人体热反应评价投票？ • HIS、WCI与PMV、PPD应用上有什么区别？ • 动态热环境与稳态热环境对人的热感觉影响有
何差别，原理是什么？ • 你自己对“舒适”和“中性”之间的关系有何
切身体会？
其他稳态热环境评价指标
合成温度
当量温度
主观温度
主观温度
人体对动态热环境的 反应
对突变温度环境的反应
对突变温度 环境的反应
人体对变化风速的反应
不同类型风的 风速变化
人体对不同类型脉动风速的接受程度实验（清华）
过渡区热指标RWI/HDR
过渡区热指标RWI/HDR
过渡区热指标RWI/HDR
RWI的分度与ASHRAE热感觉标度之间的关系
热感觉
ASHRAE热感觉标度 相对热指标RWI
暖
2
0.25
稍暖
1
0.15
中性
0
0.08
稍凉
-1
0.00
过渡区热指标RWI/HDR
其他热湿环境的物理度量
不需 调节
可调 区
Heat Stress
疲劳极 限
失调 区
热舒适指标够用吗？
热应力指数HSI (Heat Stress Index) Belding & Hatch, 1955
• “冷”与“热”是什么概念？单靠环境温度能 否确定人体的热感觉？湿度在人体热舒适中起什 么作用？
• 某办公室设计标准是干球温度26℃，相对湿度 65％，风速0.25m/s。如果最低只能使温度达到 27℃，相对湿度仍然为65％，有什么办法可以使 该空间能达到与设计标准同等的舒适度？
思考题
• 人体处于非热平衡时的过渡状态时是否适用热舒 适方程？其热感觉描述是否适用PMV指标？PMV在 描述偏离热舒适状况时有何局限？
决定人体排汗率的主要因素
2、温度感受系统与调节系统
人体各部位冷点和热点 分布密度：个/cm2
冷、热感受器的位置
冷、热感受器的位置
人体的体温调节系统
人体的体温调节系统
人体的体温设定值随肌肉活 动强度而变
2、温度感受系统与调节系统
3、热感觉与热舒适
热感觉的影响因素
热感觉的适应性
第四章 人体对热湿环境的反应
主要内容
人体对热湿环境反应的生 理学与心理学基础
1、人体的热平衡
人体的热平衡
人体温度
人体体温范围
人 体 外 层 温 度
人体与外界的热交换
影响人体与外界热交换的因素
关于热湿环境的术语
平均辐射温度
热质交换系数的确定
服装的作用：保温和阻碍湿扩散
服装的热阻：Icl